DE1803931A1 - Expanded graphite film production - Google Patents

Expanded graphite film production

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DE1803931A1 DE19681803931 DE1803931A DE1803931A1 DE 1803931 A1 DE1803931 A1 DE 1803931A1 DE 19681803931 DE19681803931 DE 19681803931 DE 1803931 A DE1803931 A DE 1803931A DE 1803931 A1 DE1803931 A1 DE 1803931A1
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Jean-Pierre Slonina
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Abstract

A graphite film is attached to a web of cloth, paper, plastic or other flexible substance provided with adhesive on the edge(s). The face not in contact with the graphite can be protected by the application of a crimped protective film, stripping of which allows the immediate application of the graphite film to the required substrate. This process can only be applied when the service temp. of the article will not exceed the carbonisation temp. of the glue. For higher temps., the graphite can be coated with a mixture of a natural gum and a solution of phenolic resin. Exposure to high temp. causes first polymerisation and then carbonisation of the adhesive and results in a good bond between graphite and substrate.

Description

"Selbstklebende gedehnte Walzfolie aus Graphit" Französische Priorität vom 9. Februar 1968 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 139 213 (Seine) Eine der bekannten Kristallformen des Kohlenstoffs ist der Graphit. Der kristall des Graphits kann beschrieben werden als ein Stapel ebener atomarer Schichten biperiodischer Struktur. "Self-adhesive stretched graphite rolled foil" French priority dated February 9, 1968 from French patent application No. 139 213 (Seine) a One of the well-known crystal forms of carbon is graphite. The crystal of Graphite can be described as a stack of flat atomic layers of biperiodic ones Structure.

Diese Schichten sind untereinander verbunden durch schwache Kohäsionskräfte, die den Van-der-Waals'schen Kräften vergleichbar sind. Unter den Graphiten, die einen hohen Orientierungsgrad haben, sind zu nennen: die natürlichen Graphit, Graphite, die durch Zersetzung von Carbiden entstanden sind.These layers are interconnected by weak cohesive forces, which are comparable to the Van der Waals forces. Among the graphites that have a high degree of orientation, the following are to be mentioned: the natural graphite, graphite, caused by the decomposition of carbides.

pyrolytische Graphite. pyrolytic graphites.

Bekanntlich besitzen alle diese Materialien die Eigenschaft, mit zahlreichen Substanzen lamellenförmige Komplexe zu bilden, z.B. mit: gewissen Säuren wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure; Metallen, insbesondere mit gewissen Alkali-und Erdalkalimetallen wie Kalium, Rubidium, Caesium: Metallen, die gelost sind in flüssigem Ammoniak, Tetrahydrofuran, Benzophenon, Naphtalin-Natrium, und zwar Kalium, Rubidium, Caesium, Lithium, Natrium, Calcium, Barium, Strontium; Halogeniden, in denen das Halogen Chlor, Brom oder Jod und das Metall Niob, Antimon, Molybdän, Vanadium, Wolfram, Beryllium, Kupfer, Magnesium, Kobalt, Gallium, Indium, Thallium, Eisen, Chrom, Ruthenium, Rhodium; Yttrium, Zirkon, Ifafniuin, Rhenium, Palladium, Platin us. sein kann; Oxiden Sulfiden usw.It is known that all of these materials have the property of numerous Substances to form lamellar complexes, e.g. with: certain acids such as sulfuric acid, Phosphoric acid, nitric acid; Metals, especially with certain alkali and alkaline earth metals like potassium, rubidium, cesium: metals that are dissolved in liquid ammonia, Tetrahydrofuran, benzophenone, naphthalene sodium, namely potassium, rubidium, cesium, Lithium, sodium, calcium, barium, strontium; Halides in which the halogen chlorine, bromine or iodine and the metal niobium, antimony, molybdenum, vanadium, Tungsten, beryllium, copper, magnesium, cobalt, gallium, indium, thallium, iron, Chromium, ruthenium, rhodium; Yttrium, zircon, ifafniuin, rhenium, palladium, platinum us. can be; Oxides sulfides etc.

Unterwirft man diese lamellenförmigen Komplexe einer scharfen thermischen Behandlunr, , so tritt eine bedeutende Abblätterun; ein, man erhält Teilchen, die in Richtung der Achse c eine 200 bis 300 mal so große Ausdehnung haben wie anfänglich. If one subjects these lamellar complexes to a sharp thermal one Treatment, then there occurs a great deal of flaking; one, you get particles that in the direction of the axis c are 200 to 300 times as large as initially.

behandelt man diese wurmförmigen Teilchen mit Druck oder walzt sie so legen sie sich übereinander, und man erhalt eine Weichfolie aus stark orientiertem, gedehntem Graphit. you treat these worm-shaped particles with pressure or roll them so lay them on top of each other, and you get a soft sheet of strongly oriented, expanded graphite.

Diese folie besitzt folr,ende physikalische Eigenschaften: Dichte 1 Permeabilität 10-4 cm².s-1 Zugsfestigkeit 50 bis 100 bar spez. Durchgangswiderstand in der Schichtebene 1000 bis 1500 µ #.cm spez. Durchgangswiderstand senkrecht zur Schichtebene 0,12 bis 0,25 #. cm Wärmeleitfähigkeit in Schichtrichtung ca. 0,03 cal/ cm.s. °C " senkrecht zur " " 0,003 cal/cm. This film has the following physical properties: Density 1 permeability 10-4 cm².s-1 tensile strength 50 to 100 bar spec. Volume resistance in the layer level 1000 to 1500 µ # .cm spec. Volume resistance perpendicular to Layer level 0.12 to 0.25 #. cm thermal conductivity in the direction of the layers approx. 0.03 cal / cm.s. ° C "perpendicular to" "0.003 cal / cm.

s. C Weiterhin sind die besonderen Eigenschaften des Graphits, besonders seine Widerstandsfähigkeit gegenüber gewissen korrosiven Flüssigkeiten und sein Verhalten bei hohen Temperaturen, bekannt. s. C Furthermore, the special properties of graphite are special its resilience to certain corrosive liquids and its behavior at high temperatures.

Aufhabe der Erfindung ist es eine leichtere Handhabung von Weichfolien aus gedehntem Graphit zu ermöglichen, indem diese Folien auf beiden Seiten mit einem Klebestreifen oder init einer Klebeangußfarbe versehen werden. Der selbstklebende Streifen kann aus irgendeinem weichen Material bestehen, wie Papier, Gewebe, kunststoff usw., und wird einfach auf die gedehnte Graphitfolie aufgebracht. Seine Verwendung e#-laubt es, die mechanischen Eigenschaften des Graphits zu verstärken, vor allem seine Zugfestigkeit. Die mit dem Selbstklebestreifen kombinierte Graphitfolie kann als Auskleidung für Gegenstände Jeder Form und Jeden Materials (organischen oder mineralischen) verwendet werden. Insbesondere kann man diese Auskleidung in er chemischen Industrie zur. Schutz gewisser metallischer Flachen verwenden, die einer schnellen Korrosion unterliegen. Wegen ihrer Weichheit kann man mit ihr auch das Innere von ohren auskleiden, indem man die Weichfolie aus gedehntem Graphit, die mit der Klebestreifen versehen ist, in Spiralform in die Rohre einrollt. Je nach der Natur des Streifens kann man das Material bei Temperaturen von unter @@°C bis 100°C verwenden. Man muß nur vermeiden, daß der aufgebrachte Streifen verkohlt, da sonst die Auskleidung sich von dem Gegenstand ablösen würde. The object of the invention is easier handling of flexible films made of expanded graphite by placing these foils on both sides with a Adhesive strips or with an adhesive cast paint can be provided. The self-adhesive Strip can be made of any soft material, such as paper, fabric, plastic etc., and is simply applied to the stretched graphite sheet. Its use e # -Allows to strengthen the mechanical properties of graphite, especially its tensile strength. The graphite foil combined with the self-adhesive strip can as lining for objects of any shape and any material (organic or mineral) are used. In particular, you can get this lining in he chemical Industry to. Use protection of certain metallic surfaces that are quick Subject to corrosion. Because of its softness you can also use it on the inside of Line your ears by removing the soft sheet of stretched graphite that comes with the tape is provided, rolls into the tubes in a spiral shape. Depending on the nature of the strip the material can be used at temperatures below @@ ° C to 100 ° C. One must just avoid charring the applied strip, otherwise the lining would detach from the object.

ill man die Weichfolie aus gedehntem, gewalztem Graphit als Überzug auf polykristallinem Graphit verwenden, der auf hohe Temperaturen gebracht werden soll, ist die Herstellung eines Klebenngusses erforderlich. Dieser ist zusammengesetzt aus einem Naturkleber, wie Tragantgummi, Gummi arabicum usw. und aus einer bösun- eines phenolischen oder anderen Harzes in einem Lösungsmittel. Der Kleber erlaubt die Aufbringung der Weichfolie aus gedehnten Graphit auf den polykristallinen Graphit und das Phenolharz, das man polymerisiert und carbonisiert, sichert die Bindung zwischen polykristallinem Graphit und Weichfolie.If the flexible sheet made of expanded, rolled graphite is to be used as a coating on polycrystalline graphite, which is to be brought to high temperatures, it is necessary to produce an adhesive cast. This is composed of a natural adhesive such as gum tragacanth, gum arabic, etc. and a bad phenolic or other resin in a solvent. The adhesive allows the flexible graphite sheet to be applied on the polycrystalline graphite and the phenolic resin, which is polymerized and carbonized, secures the bond between polycrystalline graphite and soft foil.

Ein solcher Klebeanguß kann auch dazu dienen, eine Weichfolie aus Graphit auf Filz oder Kohlenstoff-Fasern aufzubringen. In diesem Fall bleibt daWso zusammengesetzte Materia weich und verträgt höhere Temperaturen.Such an adhesive sprue can also be used to make a soft film Apply graphite to felt or carbon fibers. In this case it stays that way compound materia soft and tolerates higher temperatures.

Diese Auskleidungen können wegen ihres guten Verhaltens bei.hohen Temperaturen zur Bildung von Sperren verwendet werden, die die Diffusion von mineralischen Verunreinigungen begrenzen zwischen einem als Wärmeisolator verwendeten und im allgemeinen unreinen Produkt und dem Produkt, das thermisch behandelt werden soll. Because of their good behavior, these linings can increase in height Temperatures are used to form barriers that prevent the diffusion of mineral Impurities limit between one used as a thermal insulator and one in general impure product and the product to be thermally treated.

Man kann auch beide Arten der vorher beschriebenen Materialien verwenden (Folie aus gedehntem Graphit mit Klebestreifen oder mit Klebeanguß2tindem man sie übereinanderlegt oder miteinander verklebt. Wenn die Graphitfolie mit einem Klebestreifen verstärkt wird, der aus einem plastischen material besteht, hat das so gebildete "Sandwich"-Material elektrische Eigenschaften, die Je nach der Natur des Verstärkungsmaterials verschieden sind. Wenn man Folien aus Weichgraphit zusammenklebt, die einen Klebeanguß aus einem Phenolharz haben, das man polymerisiert und carbonisiert, erhält man ein massives Iiaterlal, das fest und sehr anisotrop ist. Seine thermischen und elektrischen Eigenschaften entsprechen beinahe denen eines pyrolytischen Graphits. It is also possible to use both types of the materials previously described (Foil made of stretched graphite with adhesive tape or with adhesive cast by you superimposed or glued together. If the graphite foil with an adhesive strip is reinforced, which consists of a plastic material, has what is formed in this way "Sandwich" material electrical properties that Depending on the nature of the reinforcement material are different. If you glue sheets of soft graphite together that have an adhesive gate from a phenolic resin that is polymerized and carbonized, one obtains a massive Iiaterlal that is firm and very anisotropic. Its thermal and electrical Properties almost correspond to those of a pyrolytic graphite.

Die folgenden Beispiele zeigen eine Art der Her8tellung und eine Anwendungsmöglichkeit für beide Materialarten. The following examples show one type of manufacture and one Can be used for both types of material.

Beispiel 1 Dieses Beispiel bezieht- sich auf die Herstellung und die mögliche Verwendung einer selbstklebenden Walzfolie aus gedehntem Graphit, die einen Klebestreifen hat. Eine Polyäthylenfolie von 5 m Länge und einer Breite von 30 cm wird auf beiden Seiten mit Leim vers hen. Auf "i.1LI''U'w plastischesYE3ateria;. der )gar=r)c* GFILt nur auf eines. einet mit die eine der Seiten bringt man ein gleichen Abmessungen, das also der Leimschicht in Berührung ist, und auf die andere Seite eine Weichfolie aus gedehntem, gewalztem Graphit. Das erhaltene Aggregat ist leicht zu handhaben und zu transportieren.Example 1 This example relates to the production and possible use of a self-adhesive rolled sheet made of expanded graphite which has an adhesive strip. A polyethylene sheet 5 m long and 30 cm wide is placed on both sides Apply glue. on "i.1LI"U'w plastic YE3ateria ;. the ) gar = r) c * GFILt only on one. unites with one of the sides is given the same dimensions, i.e. that is in contact with the glue layer, and on the other side a soft sheet made of expanded, rolled graphite. The unit obtained is easy to handle and transport.

Durch Anheben des plastischen ilaterials legt man die Leimschicht frei, woraufhin man das Polyäthylen und das Weichgraphit auf oder in einem Stahlrohr anbringen kann, um es so z.B. gegen chemische Korrosion zu schützen.The glue layer is laid by lifting the plastic material free, whereupon the polyethylene and the soft graphite are placed on or in a steel tube to protect it against chemical corrosion, for example.

Beispiel 2 Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellun eines Klebeangusses und auf die mögliche Verwendung einer Graphit-Weichfolie mit diesem Anguß. Die Weichfolie aus gedehntem, gewalztem Graphit wird auf einer Seite mit einer Zubereitung eingeleimt, die folgende Zusammensetzung hat: 20 g Tragantgummi 40 g Wasser 25 g eines in Alkohol löslichen Phenolharzes 19 g Alkohol Diese mischung wird durch Walzen auf die Graphit-Weichfolie aufgebracht und diese dann bei 50 bis 700C getrocknet.Example 2 This example relates to the manufacture of an adhesive sprue and the possible use of a soft graphite foil with this sprue. The soft film made of expanded, rolled graphite is glued on one side with a preparation, has the following composition: 20 g of gum tragacanth 40 g of water 25 g of one in alcohol soluble phenolic resin 19 g alcohol This mixture is rolled onto the soft graphite foil applied and then dried at 50 to 700C.

So bleibt auf der Folie nur eine dünne und gleichmäßige Schicht aus Leim und Phenolharz. Um die Weichheit zu erhöhen wird die Weichfolie zwischen zwei Gumraiwalzen gewalzt. Sie ist so verwendungsfähig. Nach Anfeuchten mit Wasser wird die Folie dann auf der äußeren Seite eines Graphitwiderstandes aufgebracht, der als Induktor in einem Hochfrequenzofen verwendet wird, um so die Diffusion der Verunreinigungen der Charge zum Isolator oder umgekehrt zu beschränken.This leaves only a thin and even layer on the film Glue and phenolic resin. To increase the softness, the soft film is placed between two Gumrai rollers rolled. She is so usable. After moistening with water it becomes the foil is then applied to the outer side of a graphite resistor, the used as an inductor in a high frequency furnace so as to prevent the diffusion of impurities of the batch to the isolator or vice versa.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung einer selbstklebenden Folie aus gedehntem, gewalztem Graphit durch Aufbringen eines Klebestreifens oder eines Klebeangusses auf beiden Seiten der Folie, urch;ekennzeichnet, daß der Klebestreifen auf beiden Seiten geleimt und auf einer Seite mit der Graphitfolie verbunden wird.1. Process for the production of a self-adhesive film from stretched, rolled graphite by applying an adhesive strip or an adhesive sprue on both sides of the film, urch; e indicates that the adhesive strip on both Glued sides and connected on one side with the graphite foil. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebestreifen aus einem weichen Material wie Papier Gewebe oder plastischen .:iaterialien besteht.2. The method according to claim 1, characterized in that the adhesive strip consists of a soft material such as paper, tissue or plastic.: imaterialien. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebeanguß aus einem liaturleim und der Losung eines phenolischen oder anderen Harzes in einem Lösunesmittel besteht.3. The method according to claim 1, characterized in that the adhesive sprue from a liaturleim and the solution of a phenolic or other resin in one Solvent consists. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz polymerisiert und dann carbonisiert wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the resin polymerized and then carbonized. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphit-Weichfolie mit Klebeanguß mit polykristallinem Graphit verleimt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the graphite soft film is glued with polycrystalline graphite with adhesive sprue. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphit-Weicbfolie mit Klebeanguß auf Kohlenstoff-Fasern aufgeklebt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the graphite Weicbfolie is glued onto carbon fibers with an adhesive sprue. Neuer Patentanspruch 7: New claim 7: 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Weichfolie als Sperre gegen die Diffusion von Verunreinigungen @ient.7. The method according to claim 1, characterized in that that the soft film serves as a barrier against the diffusion of impurities.
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